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實驗名稱:鋼筋(jin)混凝土結構中(zhong)界(jie)面(mian)剝(bo)離(li)損傷的超聲(sheng)導(dao)波檢測技術
實驗原理:利(li)用超(chao)聲(sheng)能透入(ru)(ru)鋼筋材料的深處(chu),并(bing)由一截面(mian)進入(ru)(ru)另一截面(mian)時,在界面(mian)邊緣發生(sheng)反(fan)射(she)的特點來(lai)檢查零(ling)件(jian)缺(que)陷的一種方法,當超(chao)聲(sheng)波(bo)束自零(ling)件(jian)表面(mian)由探頭通至金屬內部,遇到缺(que)陷與(yu)零(ling)件(jian)底面(mian)時就(jiu)分別(bie)發生(sheng)反(fan)射(she)波(bo)來(lai),在螢光屏上形成脈(mo)沖(chong)(chong)波(bo)形,根據這(zhe)些(xie)脈(mo)沖(chong)(chong)波(bo)形來(lai)判斷缺(que)陷位置和大小。
測試設備:整套裝置(zhi)如(ru)下圖所示,由試件、圓(yuan)形壓(ya)電陶(tao)瓷(ci)晶片(pian)PZT20x2mm、波(bo)形發(fa)生(sheng)器(qi)、ATA-8202射(she)頻功率(lv)放大(da)器(qi)、數字(zi)示波(bo)器(qi)組成。
實驗過程:本實驗所(suo)用(yong)混(hun)凝(ning)土試(shi)(shi)件規格為(wei)(wei)(wei)(wei)100x100x560mm,在試(shi)(shi)件截面中間位置(zhi)放置(zhi)一根(gen)o=18mmHRB335鋼筋,長(chang)(chang)度(du)(du)1=700mm,包裹長(chang)(chang)度(du)(du)為(wei)(wei)(wei)(wei)560mm兩端(duan)外(wai)露(lu)長(chang)(chang)度(du)(du)均為(wei)(wei)(wei)(wei)70mm,以使(shi)盡可(ke)能少(shao)的(de)導波(bo)能量泄露(lu)到(dao)空氣(qi)中去(qu),來(lai)提高精(jing)確度(du)(du)。根(gen)據(ju)經驗值混(hun)凝(ning)土配合比為(wei)(wei)(wei)(wei)沙子:水泥(ni)(ni)(ni):水為(wei)(wei)(wei)(wei)3:1:0.5,所(suo)用(yong)水泥(ni)(ni)(ni)為(wei)(wei)(wei)(wei)普通(tong)硅酸鹽325R水泥(ni)(ni)(ni)。本組(zu)所(suo)制備(bei)的(de)試(shi)(shi)件如下圖所(suo)示。使(shi)用(yong)內徑外(wai)徑分別(bie)為(wei)(wei)(wei)(wei)25mm22mmPVC管(guan)來(lai)人為(wei)(wei)(wei)(wei)模仿鋼和凝(ning)接觸界面的(de)剝離損(sun)傷,,混(hun)凝(ning)土澆注后每隔6小時轉(zhuan)動(dong)360度(du)(du),以防(fang)PVC管(guan)被混(hun)凝(ning)粘住,48小時后混(hun)凝(ning)土已初(chu)步(bu)凝(ning)固(gu)將管(guan)拔出。1~4號試(shi)(shi)件剝離長(chang)(chang)度(du)(du)分別(bie)為(wei)(wei)(wei)(wei)140mm、280mm、420mm,560mm,即為(wei)(wei)(wei)(wei)包裹總(zong)長(chang)(chang)度(du)(du)的(de)25%50%750%。在標準(zhun)養護(hu)室中養護(hu)28天(tian)后進(jin)行試(shi)(shi)驗。
我(wo)們使(shi)用(yong)(yong)示波(bo)器采(cai)集數據(ju),選用(yong)(yong)兩個(ge)信(xin)(xin)號(hao)通道,一個(ge)接(jie)收(shou)功率(lv)放大器輸出的波(bo)形另一個(ge)接(jie)收(shou)試件(jian)(jian)接(jie)收(shou)端(duan)傳感器得到(dao)的波(bo)形。激勵信(xin)(xin)號(hao)為HANNING窗調(diao)制(zhi)的5周(zhou)期正弦信(xin)(xin)號(hao),使(shi)用(yong)(yong)所(suo)示裝置對不同剝離長度的試件(jian)(jian)進行檢測。
通(tong)過(guo)數值(zhi)模(mo)擬得(de)到了(le)鋼(gang)(gang)筋超聲導波頻(pin)散曲線,并實(shi)現(xian)了(le)采用120kHz的模(mo)態導波對鋼(gang)(gang)筋與混凝土接觸(chu)界面進行有效檢測。
通過接收到(dao)鋼筋與混(hun)(hun)凝土接觸界(jie)面損傷超聲導波(bo)波(bo)形,在時域(yu)(yu)內(nei),分析首波(bo)峰(feng)值,找出(chu)了鋼筋和混(hun)(hun)凝土界(jie)面剝(bo)離長(chang)度(du)(du)對(dui)超聲導波(bo)信號(hao)的(de)影響:在頻(pin)域(yu)(yu)內(nei),得到(dao)剝(bo)離長(chang)度(du)(du)比與中(zhong)心頻(pin)率信號(hao)峰(feng)值的(de)對(dui)應關(guan)系。通過分析二者(zhe)的(de)相(xiang)關(guan)關(guan)系曲(qu)線(xian),得到(dao)隨著(zhu)剝(bo)離長(chang)度(du)(du)增加,時頻(pin)域(yu)(yu)內(nei)信號(hao)峰(feng)值都減(jian)少。因(yin)此,根據(ju)接收到(dao)的(de)信號(hao)可從趨(qu)勢上對(dui)鋼筋和混(hun)(hun)凝
縱向模態導(dao)波在柱(zhu)狀波導(dao)中傳(chuan)播時,能(neng)(neng)量(liang)(liang)衰(shuai)減分析是一個更為有效的參(can)數。根據(ju)能(neng)(neng)量(liang)(liang)衰(shuai)減曲線(xian),能(neng)(neng)量(liang)(liang)值隨剝離長度(du)的增加(jia)線(xian)性減少。本研究中給(gei)出(chu)的試驗結果(guo)只是基于特定傳(chuan)感器布置方式(shi)和同一強度(du)的混(hun)凝(ning)土試件,沒有考慮傳(chuan)感器布置方式(shi)、混(hun)凝(ning)土強度(du)、鋼筋(jin)(jin)直徑(jing)、溫度(du)、濕度(du)和外加(jia)應力對鋼筋(jin)(jin)和混(hun)凝(ning)土接觸界面狀況檢測的影響。
功率放大器推(tui)薦(jian):ATA-8202
圖:ATA-8202射頻功率放大器規格參數
本文實(shi)驗素材由西安(an)(an)安(an)(an)泰(tai)電(dian)子整(zheng)理發布,西安(an)(an)安(an)(an)泰(tai)電(dian)子科技有(you)限公司(Aigtek)是國(guo)內專業(ye)(ye)從事測(ce)量儀器研(yan)發、生(sheng)產和銷售的高科技企業(ye)(ye)。公司致力于功率(lv)(lv)放(fang)大器、功率(lv)(lv)信號源、功率(lv)(lv)放(fang)大模塊、計(ji)量校準產品等產品為(wei)(wei)核(he)心的相關行業(ye)(ye)測(ce)試(shi)解決(jue)方(fang)案的研(yan)究,為(wei)(wei)用戶提供具有(you)競爭力的測(ce)試(shi)方(fang)案,Aigtek已經(jing)成為(wei)(wei)在業(ye)(ye)界擁有(you)廣泛產品線(xian),且具有(you)相當規模的儀器設備供應商(shang),樣機都(dou)支持(chi)免(mian)費(fei)試(shi)用。如想(xiang)了解更多實(shi)驗方(fang)案,請持(chi)續關注(zhu)安(an)(an)泰(tai)電(dian)子官網(wang)www.aigtek.com或撥打(da)029-88865020。